片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和路由算法研究.pdf

1、當前，高性能計算機與高性能微處理器飛速發(fā)展，片上互連網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為一個研究熱點。片上互連網(wǎng)絡(luò)負責(zé)實現(xiàn)片上處理器核之間的互連與通信，其體系結(jié)構(gòu)對高性能微處理器的整體性能有重要影響。傳統(tǒng)的電互連網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)有著帶寬低、延遲大、功耗高等局限性。光互連技術(shù)可以有效地避免高延遲、高功耗等問題，具有重要的研究意義。本文針對未來高性能微處理器的需求，提出了一種新型片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)CLNOC，并詳細介紹了CLNOC網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)基本單元的特征以及構(gòu)建

2、整個網(wǎng)絡(luò)的擴展方式。在與FT片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的對比中，CLNOC片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓撲具有更小的硬件開銷，以及更小的光信號插入損耗。同時，我們設(shè)計了CLNOC片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓撲的光電混合體系結(jié)構(gòu)，以完成報文交換功能。
　　本文針對CLNOC片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的特點，設(shè)計了一種能充分利用跨級鏈路、適用于CLNOC片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的路由算法。我們通過OMNeT++平臺和PhoenixSim模擬器對CLNOC片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓

3、撲結(jié)構(gòu)進行模擬分析，考察其在不同實驗條件與流量模型下的性能參數(shù)。與現(xiàn)有的Mesh片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)進行對比，CLNOC片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的性能有所提升。提出了一種新型4X4光交換陣列，并分析了其路由過程。同時我們使用分簇式擴展方式對光交換陣列進行了結(jié)構(gòu)擴展，以滿足高性能微處理器的需求。之后，我們就硬件開銷、光信號損耗兩個方面對Crossbar光交換陣列及新型光交換陣列進行了對比分析。結(jié)果表明，新型光交換陣列硬件開銷較少、光信號損